通过类比Rice-Ramsperger-Kassel-Marcus理论再议Marcus的电子转移速率：关于线性和非线性溶剂化情形的统一形式

R. A. Marcus在他开拓性的工作中,考察了溶剂化效应对电子转移过程的影响,并给出了著名的非绝热电子转移速率公式. 本文基于热力学溶剂化势能面的分析,从Rice-Ramsperger-Kassel-Marcus理论的角度重新考察了Marcus的公式. 由类比Rice-Ramsperger-Kassel-Marcus得到的理论,不仅可以适用于线性溶剂化的情形并得到Marcus的速率公式,也同样可以用于非线性溶剂化的情形. 在非线性溶剂化的情形下,会存在溶剂化势能面的多点交叉. 本文平行地考察了Fermi黄金规则给出的相应结果,并对比本工作中所提出的Rice-Ramsperger-Kassel-Marcus类似理论进行了批判性的讨论. 作为例释,考察了二次型溶剂化的情形. 对于这种情形,物理上存在良好的描述方案.     

碘甲烷分子内层轨道的电子动量谱学研究

本文利用电子动量谱仪在1200 eV电子碰撞能量下测量了碘甲烷分子内层轨道电子束缚能谱和电子动量分布. 在能谱上观测到自旋-轨道耦合作用导致的两个分裂峰,得到了它们对应的电子动量分布. 采用相对论密度泛函理论方法计算了自旋-轨道分裂成分的电子动量分布,计算结果在电子动量大于1.0 a.u.区域内与实验测量符合很好,但在动量小于1.0 a.u.区域内严重低估了实验. 扭曲波理论计算很好地解释了低动量区的实验结果.     

大学物理理论教学与Matlab/Simulink仿真技术结合的教学探讨

研究了Matlab/Simulink软件在大学物理理论教学中的应用,以典型力学和热学知识点为案例,分析了如何演算物理公式并图形化呈现物理原理的方式,且讨论了仿真在大学物理中的注意事项。得出事项包括:需要更新教师教学观念并优化教学过程,应仿真演示物理原理与生活以及工程技术结合,应采用简单易学的编程语言完成仿真,应在班级微信群等发送给学生理论与仿真预习与复习重点。教学改革结论为:教学理念上学生参与成为重要组成部分,教学手段上仿真软件的使用是特色,教学方法强调网络敦促学生学习。     

氘核削裂反应理论研究及其进展

氘核削裂反应作为单核子转移反应的一种,在原子核的单粒子结构研究中一直起着重要的作用。同时,作为典型的三体核反应,它也是直接核反应理论研究的一个重要研究对象。本文简述了氘核削裂反应的研究历史,侧重介绍其反应理论的演进,以及平面波玻恩近似(Plane Wave Born Approximation,PWBA)、扭曲波玻恩近似(Distorted Wave Born Approximation,DWBA)、连续态离散化耦合道理论(Continuum Discretized Coupled Channels,CDCC)、绝热波近似理论(Adiabatic Wave Approximation,ADWA)和法捷耶夫方程组(Faddeev equations)方法之间的差别与联系。本文讨论了当前及未来氘核削裂反应理论研究的若干热点问题,包括中高能条件下的氘核削裂反应、转移到剩余核连续态的理论、色散光学势以及非定域光学势在氘核削裂反应中的应用等。本文展示了我们对中高能条件下的氘核削裂反应理论计算的一些初步成果。     

最近邻强交换相互作用对spin-1纳米管热力学性质的影响

利用有效场理论研究了纳米管上最近邻强交换相互作用下Blume-Capel模型的内能、比热和自由能,得到了系统的内能、比热和自由能与最近邻强交换相互作用、晶场强度和温度的关系.结果表明:最近邻强交换相互作用、晶场强度和温度等诸多因素相互竞争,使系统表现出比J_1=J_2=J=1时的BC模型更为丰富的热力学性质;系统内能随温度的变化曲线表现出不连续性;比热随温度的变化出现奇异性;一定条件下,基态时的自由能会发生突变.     

温度扰动下CuCl2/DMF溶液的二维相关拉曼光谱分析

溶液的光谱研究一直受到化学工作者的关注,但大多研究是以一维光谱技术为主,存在分辨率低,误差较大,重叠峰难以分辨等诸多弊端,无法清晰地给出需要的信息。二维光谱通过对外部扰动下的动态光谱进行相关分析计算,从而得到光谱强度的整体变化信息,显著提高一维光谱的分辨率以及重叠峰的分离度。在判断特定外扰下不同官能团的响应次序以及研究分子间、分子内的弱相互作用上具有独特优势。采用二维相关拉曼光谱和理论计算相结合,对溶液内微观团簇及其变化进行了研究。利用显微共焦激光拉曼光谱仪对目标溶液(纯DMF与0.84 mol·L-1的CuCl₂/DMF溶液)进行了升温实验。结果发现在C-N键伸缩振动谱带范围内,由于CuCl₂的加入,特征峰强度整体大幅下降,峰宽变大,在1 115 cm-1有新峰产生,随温度升高,伸缩振动峰强度逐渐下降,峰形变缓。为了获得C-N键振动内各特征峰随温度的变化情况,采用移动窗口二维拉曼(MW2D Raman)光谱技术,对光谱数据进行分析。结果表明溶液内不同类别的微观团簇对温度的敏锐程度不同,随温度升高,它们之间存在相互转化,且变化速度不同。为了获取溶液内各微观团簇运动的实质,以温度为外扰,采用二维拉曼(2D Raman)光谱对目标溶液进行分析,通过对二维光谱中特征峰进行归属和变化次序判断,发现金属Cu2+的加入,使得溶液体系变得更加复杂,除存在原溶剂内所含的团簇构型,还存在与Cu2+发生溶剂化的团簇构型,它们之间存在着一定的相互转化。利用密度泛函理论对溶液中可能存在的团簇构型进行结构优化和热力学计算,结果证实了Cu2+与DMF存在相互作用,且由此产生的团簇构型[Cu(DMF)_n]2+(n=1~6)的稳定性随n的增大逐渐变差,进一步验证了二维相关光谱分析的可行性与正确性。     

超导及其应用专题编者按

1911年荷兰科学家Heike Kamerlingh Onnes首次在金属汞中发现超导现象以来,超导作为人类发现的第一个宏观量子现象已经有百余年的研究历史.在这百余年的时间里,人们对传统的低温超导材料的认识及应用已经取得了巨大的成就,尤其是关于其超导机理的BCS理论的建立极大地推动了凝聚态物理的发展.在铜氧化物高温超导体发现后的近三十余年里,源于对其机理的研究开辟了基础物理新的领域,也为超导体的应用带来了新的技术.然而,非常规高温超导机理的研究和高临界参数的新超导体的探索仍面临许多挑战.     

扑尔敏分子的密度泛函理论研究

马来酸氯苯那敏（chlorpheniramine maleate,CPM）,化学名为2-[对-氯-α-（二甲氨基）乙基丁苯基], 又名扑尔敏,分子式C20H23ClN2O4,本文采用密度泛函理论（density functional theory,DFT）,在M06-2X/6-311+g(d,p)水平上对扑尔敏分子的两种可能的结构进行了优化,优化结果显示分子基态结构具有C1对称性,分子由50个原子组成,共有144个简正自由度,所有的简正振动模式均具有拉曼活性。计算结果表明,吡啶环和苯环所在平面的二面角是92.1°,丁烯二酸和苯环所在平面的二面角是-174.5°。O40-H41和H41-N25键长分别为0.103nm、0.162nm,O40-H41-N25键角为175.29°,采用多功能波函数Multiwfn软件处理结果表明用于表征氢键强度的CVB指数（CVB指数越负,通常氢键越强。）为-0.2268,结果表明O40-H41-N25原子之间存在氢键,马来酸通过羧基上的氢原子和氯苯那敏吡啶环上的N原子通过氢键作用相结合;通过频率计算,获得了扑尔敏分子的拉曼光谱,并利用势能函数分布（PED）对拉曼光谱进行了指认,对谱图信息比较丰富的200-1800cm-1波段进行了分析归属;此外分析并讨论了扑尔敏分子的前线轨道,扑尔敏分子的最高占据轨道HOMO和最低未占据分子轨道LUMO轨道能量分别为-7.95ev、-1.05ev,能级差为6.90ev。为扑尔敏分子的光谱测定和电子结构分析提供了理论基础。     

Ab initio方法研究~(40)Ca~(35)Cl分子的自旋轨道耦合效应和跃迁性质

本文研究了~(40)Ca~(35)Cl分子低态的自旋轨道耦合分裂以及获得更精确的光谱常数和更高的激发态.以从头算理论为基础,使用多参考组态相互作用方法获得了该分子的势能曲线和自旋轨道分裂,之后求解径向一维薛定谔方程获得光谱常数.得到了~(40)Ca~(35)Cl分子7个Λ-S低电子态的势能曲线和永久偶极矩,以及A~2Π→~2Σ~+,1~2Δ和C~2Π→~2Σ~+,1~2Δ跃迁的跃迁偶极矩,得到的光谱常数(不管是考虑了自旋轨道耦合(SOC)还是没有考虑SOC)与实验值非常符合,且要好于之前的理论计算结果 .值得注意的是,目前的计算还首次得到了C~2Π→~2Σ+,1~2Δ跃迁的跃迁性质,为之后实验观察~(40)Ca~(35)Cl分子的高激发态光谱和跃迁性质提供有益的理论参考.     

顺、反聚噻咯的电子结构和光谱性质的比较研究

用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）对聚合度为2-7的线型反式聚噻咯（1a-6a）与顺式聚噻咯（1b-6b）的电子结构和吸收光谱进行了比较计算。在获得基态稳定构型的基础上,进行了自然键轨道（NBO）分析,随后计算了各体系的电子吸收光谱。结果发现,随着聚合度的增大,顺式和反式聚噻咯的结构稳定性均增强,最大吸收波长均发生红移,并且顺式结构红移更明显。此研究为聚噻咯应用在空穴传输材料、导电材料、发光二极管等发光材料领域提供了理论依据。